欧亚大陆湖泊温度变化遥感研究取得进展

湖泊变迁敏感地记录着气候与环境变化的信息，是全球变化的直接反映，因此湖泊变化及其驱动因素的研究受到广泛关注。湖泊温度是湖泊重要的物理特征,是具有强烈指示作用的气候变化参量。开展湖泊温度的相关研究对气候变化背景下湖泊的综合响应、湖泊演化和格局的驱动机制等具有十分重要的理论意义。

欧亚大陆分布着众多湖泊和水库，总面积约占全球内陆水体总面积的46%。欧亚大陆地形复杂，气候带分布广泛，湖泊存在着梯度差异。尽管湖泊温度研究已在世界范围内进行了不同规模的研究，但湖泊温度在欧亚大陆湖泊中的分布模式和湖泊温度差异驱动因素尚待分析。东北地理所水环境遥感团队利用MOD11A2产品提取湖泊表面温度信息，根据柯本气候分区和湖泊面积在欧亚大陆选择了861个湖泊和237个水库，研究了欧亚大陆湖泊温度分布格局，并分析了长时间序列湖泊温度变化趋势。研究发现相对于其他湖泊来说，高纬度和青藏高原的湖温更低。相比于白天，夜晚的湖泊温度空间异质性更小。在2001-2015年期间，占湖泊总数70%以上的湖泊温度呈现明显的上升趋势。高纬度湖泊以及热带雨林地区的湖泊，昼夜温差的变化最小。在影响因素方面，气温与湖泊温度之间的相关关系最好(白天R2=0.71；夜间R2=0.87)。另外湖泊的深度、面积、海拔以及水源情况都会对湖温产生影响。研究结果对未来气候变化情境下湖泊的响应、湖泊与大气之间的热量交换和开展冰清预报等具有重要意义。

该研究成果发表在Hydrological Processes国际期刊上，杜嘉博士为第一作者，宋开山研究员为通讯作者。研究得到国家重点研发计划子课题（2016YFA0602301和2016YFB0501502）和研究所“一三五”项目课题（Y6H2091001）资助。论文信息和链接如下：

Jia Du, Pierre-Andre Jacinthe, Haohao Zhou, Xiaoyun Xiang, Boyu Zhao, Min Wang, Kaishan Song. Monitoring of water surface temperature of Eurasian large lakes using MODIS land surface temperature product. Hydrological Processes, 2020, 34(16):3582–3595.

https://doi.org/10.1002/ hyp.13830

图1 欧亚大陆湖泊温度分布

图2欧亚大陆湖泊昼夜温差空间分布

图3 20001-2015年期间亚洲（左）和欧洲（右）典型湖泊温度变化趋势